iOS-底层原理(6)-Category(+load +init
面试题
1. Category的使用场合是什么？
2. Category的实现原理
- Category编译之后的底层结构是struct category_t，里面存储着分类的对象方法、类方法、属性、协议信息
- 在程序运行的时候，runtime会将Category的数据，合并到类信息中（类对象、元类对象中）
3. Category和Class Extension的区别是什么？
- Class Extension在编译的时候，它的数据就已经包含在类信息中
- Category是在运行时，才会将数据合并到类信息中
4. Category中有load方法吗？load方法是什么时候调用的？load 方法能继承吗？
-
有load方法
-
load方法在runtime加载类、分类的时候调用
-
load方法可以继承，但是一般情况下不会主动去调用load方法，都是让系统自动调用
-
图解佐证
image.png
5.Category能否添加成员变量？如果可以，如何给Category添加成员变量？
- 不能直接给Category添加成员变量，但是可以间接实现Category有成员变量的效果
6. load、initialize方法的区别什么？它们在category中的调用的顺序？以及出现继承时他们之间的调用过程？
load、initialize方法的区别什么？
1.调用方式
1> load是根据函数地址直接调用
2> initialize是通过objc_msgSend调用
2.调用时刻
1> load是runtime加载类、分类的时候调用（只会调用1次）
2> initialize是类第一次接收到消息的时候调用，每一个类只会initialize一次（父类的initialize方法可能会被调用多次）
load、initialize的调用顺序？
1.load
1> 先调用类的load
a) 先编译的类，优先调用load
b) 调用子类的load之前，会先调用父类的load
2> 再调用分类的load
a) 先编译的分类，优先调用load
2.initialize
1> 先初始化父类
2> 再初始化子类（可能最终调用的是父类的initialize方法）
Category的底层结构
-
定义在objc-runtime-new.h中
Category结构.png
-
源码解读顺序 -
objc-os.mm
- _objc_init
- map_images
- map_images_nolock
-
objc-runtime-new.mm
- _read_images
- remethodizeClass
- attachCategories
- attachLists
- realloc、memmove、 memcpy
Category的加载处理过程
- 1.通过Runtime加载某个类的所有Category数据
- 2.把所有Category的方法、属性、协议数据，合并到一个大数组中,后面参与编译的Category数据，会在数组的前面
- 3.将合并后的分类数据（方法、属性、协议），插入到类原来数据的前面
合并方法图解
合并方法.png
- 代码例子佐证
// 原来的类和分类看Demo，这里就不列举出来了
// 开始调用
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
// insert code here...
Person *person = [[Person alloc] init];
[person run];
// objc_msgSend(person, @selector(run));
[person test];
// objc_msgSend(person, @selector(eat));
[person eat];
// 通过runtime动态将分类的方法合并到类对象、元类对象zhong
}
return 0;
}
运行结果
image.png
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通过运行结果可知，分类方法会覆盖原来类对象方法，并且最后参与编译的会在调用顺序最前面。
+load方法
-
+load方法会在runtime加载类、分类时调用
-
每个类、分类的+load，在程序运行过程中只调用一次
-
调用顺序- 1.先调用类的+load
- 按照编译先后顺序调用（先编译，先调用）
- 调用子类的+load之前会先调用父类的+load
- 2.再调用分类的+load
- 按照编译先后顺序调用（先编译，先调用）
- 1.先调用类的+load
-
代码例子及图解佐证
image.png
通过打印结果，+load调用顺序符合上述提到的调用顺序
objc4源码解读过程：objc-os.mm
-
_objc_init
-
load_images
-
prepare_load_methods
- schedule_class_load
- add_class_to_loadable_list
- add_category_to_loadable_list
-
call_load_methods
- call_class_loads
- call_category_loads
- (*load_method)(cls, SEL_load)
-
+load方法是根据方法地址直接调用，并不是经过objc_msgSend函数调用
+ initialize方法讲解
+initialize方法会在类第一次接收到消息时调用- 调用顺序
- 先调用父类的+initialize，再调用子类的+initialize
- (先初始化父类，再初始化子类，每个类只会初始化1次)
objc4源码解读过程
-
objc-msg-arm64.s- objc_msgSend
-
objc-runtime-new.mm- class_getInstanceMethod
- lookUpImpOrNil
- lookUpImpOrForward
- _class_initialize
- callInitialize
- objc_msgSend(cls, SEL_initialize)
项目例子佐证 -
每个类都实现了+ initialize方法
image.png
并不是每一个类都实现了+ initialize方法
image.png
先调用父类的+initialize，再调用子类的+initialize(先初始化父类，再初始化子类，每个类只会初始化1次)
解析
1.[Student alloc]会调用+initialize方法，因为他有父类Person，所以先调用Person的+initialize方法，又因为分类在前面，所以调用了Person(Test2)的+initialize方法。但是他自己本身没有实现+initialize方法，所以会去父类查找，然后分类方法在前面，所以调用了Person(Test2)的+initialize方法。
2.[Teacher alloc]会调用+initialize方法，因为他有父类Person，所以先调用Person的+initialize方法，但是前面已经初始化过了，所以跳过，调用自己的+initialize方法，但是因为他自己没有实现+initialize方法，所以调用父类的+initialize方法，又因为分类方法在前面，所以调用Person(Test) +initialize方法。
3.[Person alloc]，因为前面已经初始化过了，所以不会再调+initialize方法，所以这里不打印。
+initialize和+load的区别
- +initialize是通过objc_msgSend进行调用的，所以有以下特点
- 如果子类没有实现+initialize，会调用父类的+initialize（所以父类的+initialize可能会被调用多次）
- 如果分类实现了+initialize，就覆盖类本身的+initialize调用
本文参考借鉴MJ的教程视频，非常感谢.
